فهرست مطالب

دریا فنون - سال سوم شماره 2 (پیاپی 6، پاییز و زمستان 1395)
  • سال سوم شماره 2 (پیاپی 6، پاییز و زمستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/12/12
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله پژوهشی
  • محمد جواد کتابداری*، الهام شیرافکن صفحات 1-12
    هنگامی که امواج به سازه های دریایی یا سواحل شیبدار برخورد می کنند بخشی از موج انعکاس یافته و در جهت مخالف موج ورودی انتشار می یابد. امواج انعکاسی باعث افزایش سرعت آب در جلوی سازه شده یا ممکن است به فاصله های نزدیک منتشر شوند و ایجاد آشفتگی در بخش آرام آب کنند. در بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی لازم است در اندازه گیری ها، امواج به امواج تابشی و انعکاسی مجزا گردند زیرا پاسخ مدل با پارامترهای موج تابشی مرتبط است. در فلوم موج در اثر انعکاس چندگانه قطار موجها ناشی از انعکاس دوباره توسط سازه مدل، ساحل شیبدار و پارو موجساز، سیستم پیچیده ای از امواج ترکیبی بوجود می آیند. لذا روش های مختلف آنالیز در طی چند دهه اخیر برای اندازه گیری ضریب انعکاس در فلوم های موج آزمایشگاهی گسترش یافته است. در این تحقیق مطالعات آزمایشگاهی دوبعدی در فلوم موج برای بدست آوردن پارامترهای امواج تابشی و انعکاسی امواج منظم و نامنظم انجام شد. اندازه گیری ها با روش دو و سه سنسور صورت گرفت و روش ها با هم مقایسه شدند. همچنین، تاثیر بعضی از پارامترها مانند ارتفاع موج و نفوذپذیری و شیب ساحل بررسی شد. تاثیر ارتفاع موج تابشی، فرکانس موج تابشی، ضریب γ در طیف جانسواپ، شیب ساحل و نفوذ پذیر ی ساحل، بر ضریب انعکاس مورد بررسی قرار گرفت و سرانجام ساحل بهینه برای کاهش میزان ضریب انعکاس پیشنهاد گردید. نتایج تحقیق نشان داد که در فلومهای کوتاه، ساحل فلزی نفوذ پذیر با زاویه 30 تا 45 درجه حداقل انعکاس موج را دارند.
    کلیدواژگان: شیب ساحل، نفوذپذیری ساحل، امواج منظم و نا منظم، مدل آزمایشگاهی، ا نعکاس موج
  • محمود غیاثی*، مهدی نطری برنجکوب صفحات 12-24
    نگرانی های زیست محیطی و تقاضای در حال رشد جهان به انرژی باعث افزایش علاقمندی به فن آوری های انرژی های تجدید پذیر شده است. تمرکز بر مطالعات تئوری جذب نقطه ای (متمرکز) انرژی موج اقیانوس از حدود چهار دهه پیش آغاز گردیده و کمتر از دو دهه تمرکز بر مطالعه و طراحی مبدل های شناور جاذب نقطه ای مورد توجه محققین بوده است. امروزه، پژوهش ها در بهینه سازی و اصلاح روش های کنونی، ابداع روش های جدید و پیش بینی راندمان در مبدل های جاذب نقطه ای مطرح است.
    در این مقاله؛ اثرات سیستم مهار پایه کششی بر عملکرد هیدرودینامیک یک مبدل جاذب نقطه ای دو بدنه مورد بررسی قرار گرفته است. در مدل سازی مبدل شامل دو بدنه: بویه جاذب انرژی و بدنه مغروق است، اتصال این دو با یک سیستم فنر خطی مدل سازی شده است و انرژی استحصالی حاصل حرکت نسبی هیو بین دو بدنه است. تحلیل هیدرودینامیک در حوزه زمان انجام شده و نتایج، بیانگر تاثیرات مثبت اعمال لنگر پایه کششی بر افزایش حرکت نسبی هیو بین دو بدنه مبدل و افزایش 6.2 درصدی انرژی استحصالی از موج می باشد.
    کلیدواژگان: انرژی امواج، تئوری جریان پتانسیل، لنگر پایه کششی، مبدل جاذب نقطه ای
  • علیرضا پورپروانه*، مجید مهدویان صفحات 25-36
    استفاده از میکرومیکسرها برای بهبود اختلاط جریان به علت پایین بودن عدد رینولدز، امری ضروری است. در این مطالعه به بررسی و شبیه سازی جریان و آمیختگی دو سیال تراکم ناپذیر در شش میکرومیکسر T_شکل ساده، میکرومیکسر با موانع مستطیلی باریک روی دیواره کانال اختلاط، میکرومیکسر با موانع متوازی الاضلاع روی دیواره کانال اختلاط، میکرومیکسر با موانع دایره ای در وسط کانال اختلاط، میکرومیکسر با موانع مستطیلی ضخیم روی دو طرف دیواره کانال اختلاط و میکرومیکسر مارپیچ به صورت موانع مستطیلی روی دیواره کانال اختلاط پرداخته شده است. معادلات حاکم به صورت عددی به روش حجم محدود حل شده اند و تغییرات درجه اختلاط بر حسب زمان در خروجی میکرومیکسر و درجه اختلاط در طول کانال خروجی بر حسب فاصله از انشعاب برای تمامی میکرومیکسرها بررسی و با هم مقایسه شده اند. با توجه به نتایج می توان دریافت که که هندسه های به صورت مارپیچ و با موانع در دیواره اختلاط را به طرز قابل توجهی افزایش می دهند و هندسه های با موانع در وسط کانال نه تنها باعث بهبود اختلاط نمی شوند، بلکه اختلاط را نیز نسبت به هندسه ساده تر کمتر می کنند. به طور کلی افزایش عدد اشمیت و به تبع آن افزایش عدد پکلت، به معنای کاهش ضریب نفوذ دو سیال در یکدیگر می باشد و به دلیل اینکه سازوکار اصلی اختلاط در ابعاد میکرو ضریب نفوذ می باشد، بنابراین این امر سبب کاهش اختلاط دو سیال می گردد و کاهش عدد اشمیت به معنای افزایش ضریب نفوذ بوده و سبب افزایش شدت اختلاط می شود.
    کلیدواژگان: میکرومیکسر، ضریب نفوذ، عدد پکلت، غلظت
  • سید محمد جوادی، محمد جلیلی مهر * صفحات 37-46
    هرچند که توربین داریوس نسبت به بقیه توربین های محور عمودی دارای بازده بالاتری است. اما گشتاور پایین این توربین ها در هنگام شروع به حرکت باعث می شود که این توربین ها شروع به حرکت خودکار نداشته باشند. در این مقاله به بررسی عددی و شبیه سازی دو بعدی یک توربین محور عمودی داریوس از نوع H روتور با شعاع 51.5 cm و با سه پره ایرفویلی شکل با مقطع NACA0021 در نرم افزار فلوئنت پرداخته شده است. از آنجا که توربین های از نوع ساوونیوس دارای گشتاور اولیه بالایی هستند در این تحقیق برای رفع مشکل راه اندازی، یک توربین ترکیبی داریوس-ساوونیوس طراحی شده است که در آن توربین ساوونیوس به صورت هم محور با توربین داریوس به آن متصل شده است. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که استفاده از یک توربین ساوونیوس با قطر D=24 cm بدون همپوشانی پره ها، در سرعت های زاویه ای زیر 25rad/s باعث افزایش 50 درصدی گشتاور اولیه توربین ترکیبی نسبت به توربین داریوس شده است. در سرعت های زاویه ای بالاتر، حذف توربین ساوونیوس منجر به افزایش راندمان توربین خواهد شد.
    کلیدواژگان: توربین داریوس ساوونیوس، گشتاور، نسبت سرعت نوک پره
  • عادله گرایلی، محمدحسن قاسمی، مهدی یوسفی فرد* صفحات 47-58
    هدف از انجام این مطالعه، کاهش وزن سازه ی شناور سه بدنه ی نظامی با استفاده از بهینهسازی ابعاد المان های سازه ای پل اتصالی آن تحت ممان خمشی عرضی حاصل از امواج به روش اجزای محدود در نرم افزار انسیس است. افزودن بدنه های کناری به بدنه ی اصلی در این شناورها باعث بهبود قابلیت دریامانی و رفتار شناور در امواج می گردد. از طرفی با توجه به عدم تقارن فشار وارد شده از سوی امواج به این بدنه ها، طراحی پل اتصالی نیازمند در نظر گرفتن ملاحظات بیشتری می باشد. این موضوع، در تقابل با امواج دارای زاویه ی برخورد زیاد قابل توجه است. بنابراین در مقاله ی پیش رو، با استفاده از فرضیات بدست آمده برای نیروی حاصل از امواج، بر اساس آیین نامه ی موسسه ی رده بندی لویدز، طراحی سازه ی شناور با استفاده از ساده سازی هایی انجام پذیرفت. طراحی سازه ی اولیه ی شناور بر مبنای نیازمندی های ارائه شده از سوی آیین نامه ی مورد نظر برای شناورهای سه بدنه صورت گرفت. با تکیه بر تحقیقات انجام شده در این حوزه، سازه ی بدنه ی شناور به شکل ساده شده و با استفاده از المان های هندسی غیر پیچیده شبیه-سازی گردید. قبل از حل مسئله ی اصلی، اطمینان از روش حل، بر مبنای یک مسئله ی نمونه ی معتبر ارائه شده است. همچنین، مشخصات شناور، روند صحه گذاری، جزئیات شبکه بندی و نتایج حل مسئله به تفصیل ارائه گردیده است. تحلیل عددی سازه ی شناور منجر به نتایجی گردید که بر اساس آن می توان المان های سازه ای را به سمت کاهش وزن شناور تغییر داد. بر این اساس، کاهش 3 درصدی وزن سازه ی شناور بر اساس تغییر در ابعاد المان های سازه ای پل اتصالی بعنوان یک دستاورد در این مطالعه ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: شناور سه بدنه، پل اتصالی، ممان خمشی عرضی حاصل از امواج، بهینه سازی
  • عباس لقمان، حسین تورنگ *، مهرداد اعظمی صفحات 59-72
    در این مقاله یک حل غیرخطی برای پاسخ الکترو-مگنتو-ترمو-الاستیک کره هوشمند ساخته شده از ماده پلیمری پیزوالکتریک تقویت شده با نانولوله های چند جداره کربنی در سه درصد حجمی مختلف بررسی شده است. کره تحت فشار داخلی و خارجی، یک گرادیان دما، یک میدان مغناطیسی و یک اختلاف پتانسیل الکتریکی قرار داده شده است. با استفاده از معادله تعادل، سازگاری، معادله الکترودینامیک ماکسول ، کوپلینگ الکترومکانیکی و معادلات پتانسیل الکتریکی برای شارژ الکتریکی و روابط تنش کرنش یک معادله دیفرانسیل غیرخطی شامل جابجایی شعاعی برای مخزن کروی بدست آمده است. می توان نتیجه گیری کرد که با درصد حجمی مناسب از نانولوله های چند جداره کربنی مقاومت مخزن تحت فشار نانو کامپوزیتی افزایش یافته است. همچنین با اعمال یک اختلاف پتانسیل الکتریکی و میدان مغناطیسی مناسب تغییر شکل مخزن کروی را می توان کنترل نمود و با توجه به خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مناسب از قبیل وزن کم و استحکام قابل قبول و کنترل پذیری برای استفاده در مخازن دریایی پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: پلیمر پیزوالکتریک، الکترو - مگنتو - ترمو - الاستیک غیر خطی، کره جدار ضخیم، نانوکامپوزیت هوشمند
  • پرویز قدیمی *، مرتضی کلاهدوزان، میثم بالی صفحات 73-82
    میزان پایداری موج شکن بستگی شدیدی به ارتفاع امواج دارد. به علت نامنظم بودن امواج، انتخاب ارتفاع مناسب جهت تعیین پایداری موج شکن بسیار حائز اهمیت می باشد. در این مطالعه، از ارتفاع موج H50 که میانگین 50 موج بلند رسیده به موج شکن در طی عمر مفید سازه است، برای محاسبه پایداری موج شکن استفاده شده است. علاوه بر این، در این تحقیق اثر پارامتر عمق آب در پایداری موج شکن های سنتی مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از مدل درختی، یک رابطه برای تعیین سنگ های آرمور پیشنهاد شده است. در جهت توسعه این مدل، از داده های امواج نامنظم که خرابی آن ها در محدوده 2 تا 8 بوده است، استفاده شده است. سپس نتایج حاصل از درخت تصمیم گیری با روابط تجربی قبلی مقایسه شده است. با استفاده از معیارهای آماری نشان داده شده است که رابطه ارائه شده دارای دقت بیشتری در پیش بینی عدد پایداری موج شکن در مقایسه با روابط تجربی موجود می باشد.
    کلیدواژگان: موج شکن توده سنگی، مدل درختی، عدد پایداری، عمق آب
  • ابوالفضل ارزنلو، یوسف حسن زاده، نازیلا کاردان* صفحات 83-98
    در پژوهش حاضر ضمن تبیین اهمیت مساله، مکانیسم و علل شکست سدها، تحلیل حوادث نسبت به مناطق جغرافیائی بر حسب سن و نوع سد، روش های تحلیل معادلات حاکم بر جریان های غیردائمی با استفاده از مدل های ریاضی ارائه شده است. بدین منظور، در ابتدا هیدروگراف خروجی از ساختگاه سد شهرچای با استفاده از مدل Breach و تحت سناریوی شکست فرضی روگذری جریان استخراج شده و سپس نسبت به تدوین، توسعه و کالیبره نمودن مدل ریاضی HEC-RAS جهت تحلیل مساله شکست سد به کمک سیستم های پردازشی قوی اقدام گردیده است. متعاقب آن با استفاده از امکانات و ابزار GIS، پهنه بندی سیلاب ناشی از شکست سد در اثر پدیده ی روگذری که از عوامل اصلی ایجاد شکاف و شکست در سدهای خاکی محسوب می شود، استخراج و نقشه مناطق سیل گیر پایاب مشخص گردیده است. نتیجه مطالعات حاکی از آن است که با توجه به جنس سد و مکانیسم شکست بررسی شده در سناریوی شکست فرسایشی تحت اثر روگذری، با توجه به وضعیت ژئومورفولوژیکی و توپو گرافی دره میزبان در پایین دست سد، قسمت اعظم روستاها و اراضی کشاورزی در معرض استغراق کامل قرار می گیرند.
    کلیدواژگان: شکست سد، پهنه بندی سیلاب، روگذری، شکاف، مدل HEC-RAS
  • سید محمدرضا موسوی*، محمد خویشه، رسول کریمی، رحیم مالمیر صفحات 99-112
    با توجه به وجود پارامترهای بسیار زیاد موثر در طراحی، وجود چندین هدف متناقض با هم و شرایط ناپایدار و بسیار پیچیده محیطی، طراحی پروانه های دریایی به یکی از موضوعات چالش برانگیز برای طراحان و محققان این حوزه تبدیل شده است. امروزه الگوریتم های فراابتکاری به عنوان یکی از راه حل های بسیار کارآمد برای حل مسایل پیچیده ی مهندسی بکار می روند. در این مقاله به منظور طراحی پروانه های دریایی برای اولین بار از الگوریتم IGPSO استفاده شده است. بدین منظور دو هدف حداکثر بازده و حداقل کاویتاسیون (که با یکدیگر در تضاد هستند) به عنوان تابع شایستگی در نظر گرفته شده اند. برای این کار تاثیر دو پارامتر مهم وتر و ضخامت پروانه طی چندین آزمایش در تابع شایستگی محاسبه شده و توسط الگوریتم IGPSO بهینه ترین حالت انتخاب شده است. به منظور مقایسه نتایج، از الگوریتم های معیار PSO و GA استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که پروانه با 5 یا 6 پره که سرعت عملکرد بین 180 تا 190 RPM دارد، کمترین سطح نویز تولیدی را دارد. پروانه طراحی شده توسط الگوریتم IGPSO درحالت بدون کاویتاسیون dB64/86 و در حالت با کاویتاسیون dB 79/106 نویز تولید می کند که نسبت به بهترین الگوریتم مورد مقایسه به ترتیب dB 24/1 و dB 80/0 نویز کمتری را به وجود می آورد.
    کلیدواژگان: پروانه دریایی، الگوریتم فراابتکاری، IGPSO، کاویتاسیون، بازده
  • علی سررشته داری*، وحید نجفی صفحات 113-121
    به منظور بررسی تاثیر مدل های انتقال جرم در شبیه سازی پدیده کاویتاسیون دو مجرای جریان داخلی، شامل یک ونتوری و یک روزنه مورد بررسی عددی قرار گرفته است. برای این کار مدل های مورد نظر شامل کانز، زوارت و سینگال با ضرایب استاندارد در کدی منبع باز پیاده سازی و در مسائلی با شرایط یکسان ارزیابی شده است. نتایج رخداد کاویتاسیون در جریان های مذکور در قالب کسر حجمی متوسط در مقاطعی از جریان در مجرای ونتوری و مقدار ضریب تخلیه برای روزنه، با نتایج تجربی مقایسه و مقدار خطای متوسط مدل ها مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان دهنده دقت بالای مدل های انتقال جرم کانز و زوارت با خطای متوسط کمتر از 5 درصد برای نمونه های شبیه سازی شده است؛ در حالی که استفاده از مدل سینگال مقادیر خطای میانگین بیشتر از 10 درصد را نشان می دهد. همچنین با بررسی میانگین نتایج خطای حاصل از شبیه سازی های مذکور در مسائل بررسی شده، اولویت قابل توجهی بین مدل های کانز و زوارت مشاهده نمی شود. اما در مدل سینگال با وجود پیچیدگی بیشتر مدل در احتساب ویژگی های جریان، اختلاف بیشتری در مقایسه با داده های تجربی ملاحظه می شود که لازم است در استفاده از این مدل، تنظیم مقادیر ثابت آن و شرایط بکارگیری دقت بیشتری لحاظ شود.
    کلیدواژگان: کاویتاسیون، مدل های انتقال جرم، جریان داخلی
|
  • M.J. Ketabdari *, Elham Shirafkan Pages 1-12
    As water waves attack marine structures or sloping beaches a part of wave reflects and propagates in the opposite direction of incoming waves. Reflected waves cause increased agitation of the water in front of the structure or they may propagate some distances to become a source of disturbance in a calm area of water. In many laboratory studies it is necessary to separate the measured wave train into components of incident and reflected waves, so that the model response can be related to the parameters of the incident wave field. In a wave flume a complicated multi-reflection system of wave trains is formed as waves are reflected and re-reflected by the model structure, sloping beach and wave paddle. Some methods of analysis have been developed for determination of the reflection coefficient in laboratory wave flumes. A 2D experimental study in the wave flume was carried out to achieve parameters of incident and reflected waves for both regular and irregular waves. The measurement was carried out by a set of two and three probes comparing two different methods. Furthermore, influence of some parameters such as wave heights, beach porosity and its slope was investigated. The impact of incident wave height and frequency, γ coefficient in the JONSWAP spectrum, beach slope and its permeability on reflection were surveyed in detail. Finally optimum beach to cause minimum wave reflection was offered. The results showed that in the short flume, permeable metal beach at an angle of 30 to 45 have the minimum reflection.
    Keywords: Beach Slope, Beach Permeability, Regular, Irregular Waves, Physical Model, Wave Reflection
  • Mahmood Ghiasi * Pages 12-24
    Environmental concerns have increased the interest to renewable energy technologies. Theoretical Studies on the point absorber theory of ocean wave energy started about four decades ago and less than two decades, the studies are focused on the designing of the point absorber wave energy converters.
    Today, researches are in the optimization and modification of existing methods, the innovation of new approaches and the forecast of the efficiency of the point absorber converters.
    In this paper, the effects of tension leg system on the hydrodynamic performance of a two-body floating-point absorber wave energy system are studied. In modeling, the two-body converter consists of: the immersed body and buoy, which are connected through a linear mass–spring system to represent the power take-off (PTO) mechanism. The hydrodynamic analysis is performed in the time domain. The results show the positive effects of tension leg anchor on the increase of relative motion between the immersed body and buoy and the increase of converter efficiency up to 6.2 percent.
    Keywords: Wave energy, Potential flow theory, Tension leg anchor, Absorber point converter
  • A. Pourparvaneh*, M. Mahdavian Pages 25-36
    The use of micro-mixer for improved mixing due to low Reynolds number flow is essential. In this study, the simulation of flow and mixing of two incompressible fluid in six micro-mixer T_ shape form, micro-mixer with narrow obstacles on the wall of the mixing channel, micro mixers with parallelogram obstacles on the wall of the mixing channel, micro mixers with circle obstacles in the middle of the mixing channel, micro mixers with a thick rectangular blocks on either side of the mixing channel and spiral micro-mixers rectangular barriers on the wall of the mixing channel were evaluated. The numerical equations were solved base of limited volume and changes of the mixing rate on time in micro-mixer output and the mixing rate in output channel on distance from the branch for all the micro-mixer were observed and evaluated. According to resume mixers with spiral forms and obstacle on the wall can improve the act of mixing significantly and mixers with obstacles in the middle of the channel not only do not improve act of mixing but also decrease the act of mixing than simple shaped ones. General increase in Schmidt,s number and in order to that, peclet,s number. Means decrease in to fluids penetration ratio in each other and at this tate this can reduce the mixing rate of two fluids in each other and in the other hand reducation of the Schmidt,s number result in increasing of the mixing index and the rise in mixing intensity.
    Keywords: Micro-Mixer, Diffusion Coefficient, Peclet, s Number, Concentration
  • S.M. Javadi, M. Jalilimehr * Pages 37-46
    Comparing various kind of vertical axis wind turbines, Darrieus has the highest efficiency; however, this sort of turbine has self-start problem owing to its low starting torque. In this paper, a 2D numerical model was employed to simulate an H-type Darrieus turbine with the radius of 51.5 cm and three blades of NACA0021 airfoil in FLUENT. Since the Savonius turbines have high starting torque, in this research, a combined Darrieus-Savonius turbine is designed in order to figure this problem out. The Savonius turbine is attached to the Darrieus turbine axis. Results showed that at angular velocities lower than 25 rad/s, using a Savonius rotor with 24 cm diameter, whitout overlap of blades, increases the starting torque of the combined Darrieus-Savonius turbine for 50%, in comparison with simple Darrieus turbine. At higher angular velocities, removing the Savonius turbine leads to a rise in the efficiency of the wind turbine.
    Keywords: Darrieus, Savonius turbine, Torque, Tip Speed Ratio
  • Adeleh Grayeli, Mohammad Hasan Ghasemi, Mahdi Yousefifard * Pages 47-58
    The aim of this study is.to decrease naval Trimaran weight by optimizing Crossdeck structural elements under splitting moment in the finite element software. Adding sidehulls to mainlhull improves seakeeping and behavior of vessel in waves. In addition, because of asymmetry pressure acts on vessels, designing of crossdeck, especially under big angle of effect, is very important. So in this article, the loading of waves is obtained according to Lloyd’s register by using some assumption and simplification. The initial structural design of vessel is done based on some requirements provided by Lloyd’s register. Based on the research conducted on this issue, the hulls and elements of Trimaran are simulated with uncomplicated geometry. Before solving the main problem, the present experimental method is validated by comparing with another authentic article. Furthermore, validation process, meshing details and the problem solving results are presented in detail. numerical analysis has shown that structural elements variation could lead to the decrease in the vessel weight. Accordingly, a decrease of 3% in weight based on the change of cross deck structural elements is presented as a result of this study, as an achievement is obtained.
    Keywords: Trimaran, Crossdeck, Splitting moment, optimization
  • A. Loghman, H. Tourang*, M. Azami Pages 59-72
    In this article a nonlinear solution is developed for electro-magneto-thermo-elastic response of a smart hollow sphere made of piezoelectric polymer material reinforced with multi-walled carbon nanotube (MWCNT) for three different volume fractions. The sphere is exposed to internal and external pressures, a thermal gradient, a magnetic field and an electric potential difference. By using the equations of equilibrium, compatibility, Maxwell electrodynamics equations, electro mechanical coupling and electric potential equations for electric charge and stress–strain relationships a nonlinear differential equation in terms of radial displacements for spherical vessel has been derived. It has been concluded that suitable volume fraction of MWCNT enhances strength of the nano-composite pressure vessel. Also it has been found that by imposing an appropriate electric potential and magnetic field deformation of the sphere can be controlled. according to suitable mechanical properties and acceptable strength and ability of controlling it is suggested for using in maritime vessels.
    Keywords: Piezoelectric polymer, nonlinear electro-magneto-thermo-elastic, thick-walled sphere, smart nano-composite
  • P. Ghadimi *, M. Kolahduzan, M. Baali Pages 73-82
    Predicting the stability of armor blocks of breakwaters and revetments is a very important issue in coastal and ocean engineering. The stability number deepens on the sea state and structural parameters. One of the most important parameters which can affect the stability of the rubble mound breakwater is water depth. On the other hand, selection of an appropriate wave height parameter is very vital in predicting the stability number. Recently, H50, the average of 50 highest waves that reach the breakwater in its useful life, has been used to predict the stability of the armor layer. In this paper, water depth parameter is used in wave length and surf similarity parameter in breakwater’s toe, is applied. A new formula is also developed based on H50 and surf similarity parameter in breakwater’s toe. Two experimental data sets of irregular waves are used to develop the new formula using the model tree. Results lead to the proposal of a single formula that includes tow formula. This implies that the stability number is independent of wave breaking type. Moreover, the proposed formula is found to produce more acceptable results than available empirical formulas for predicting the stability number.
    Keywords: Rubble Mound Breakwater, Tree Algoritm, Stability Nember, Water Depth
  • A. Arzanlou, Y. Hassan Zadeh, N. Kardan * Pages 83-98
    Besides the Remarkable benefits of dams, dam failure is considered as a very high accident risks that its investigation is very important in academic reseraches, government planning and investment at downstream of dams. In Current study, importance of failur problem, mechanism and reasones of dam failure are introduced and the risks analyzing based on the age and type of dam has been investigated firstly and then presented the methods of analyzing the unsteady currents governning equations using numerical models. For this purpose, the output hydrographs from the shaharchi dam site have been computed by breach model and under fictitious dam break scenarios (overtopping) and then the nummerical model of HEC-RAS has been developed to simulate the dam failur problem using powerful processing systems. Then, the obtained results imposed to the Geographic Information System (GIS) and the flood maps due to the dam failur resulted from overtopping phenomenon which is known as the main reason of breach and failur of earth dams has been presented. Finally the flood plaines in downstream regions has been specified.
    Keywords: Dam Failur, Flood mapping, Overtopping, Breach, HEC-RAS
  • S.M. Mousavi *, M. Khisheh, R. Karimi, R. Malmir Pages 99-112
    Due to the presence of too many parameters in the problem of the marine propeller design has been one of the challenging subjects for designers and researchers in this field. Nowadays, meta-heuristic algorithms are used to solve complex engineering problems. In this paper, for the first time, Independent Group Particle Swarm Optimization (IGPSO) algorithm is used to design the marine propellers. For this purpose, two targets viz. maximize the efficiency and minimize the cavitation as the fitness function are considered. To do this, during several trials, the effect of two important parameters on the fitness function, i.e. chord and thickness of the propeller, are calculated and the most optimal mode is selected by the IGPSO algorithm. In order to compare the results, the benchmark algorithms such as PSO and GA are used. The results show that the propeller with 5 or 6 blades with rotation speeds between 180 to 190 RPM will have the best performance in the tradeoff between efficiency and cavitation. The designed propeller by using IGPSO algorithm produced 86.64 dB and 106.79 dB noise for cavitation and non-cavitation mode, respectively. So, they produce 1.24 dB and 0.80 dB noise level lesser than other benchmark algorithms.
    Keywords: Marine Propeller, Meta-heuristic Algorithm, IGPSO, Cavitation, efficiency
  • A. Sar Reshtedari *, V. Najafi Pages 113-121
    Three new mass transfer models of cavitation have been studied in two cases of internal flows, a venture and an orifice, numerically. Models were implemented in an open source code for similar condition flows. Volume of gas fraction, in some section of ventury conduit flow, and orifice discharge coefficient are compared to experimental data. Data comparisons shows high precisions in the results of Kunz and Zwart mass transfer models, reached to average less than 5 percent in relative errors while Singhal model shows more deviation, more than 10 percent, from test data. Not any advantage is seems between Kunz and Zwart model in the results of case studies, while Singhal, with more flow parameters accounting, shows more diverted results, therefore more precisions is needed to use this model.
    Keywords: Cavitation, Mass transfer model, Internal flows